DE3934381A1

DE3934381A1 - Mounting of optical mirror - can be rotated about axis parallel to its reflecting surface but cannot be moved laterally

Info

Publication number: DE3934381A1
Application number: DE3934381A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Hoffmann; Wolfgang Dipl Ing Scholl
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1989-10-14
Publication date: 1991-04-18

Abstract

An optical mirror is mounted so that it can rotate about an axis parallel to its reflecting surface but is prevented from moving in any direction at right angles to this axis. Thisis achieved by mounting the mirror (9) on a rigid bar (2). Each end of this bar (2) is attached by use of elastic spokes (3,4,5) and (6,7,8) to the uprights and base of a support (1). These spokes bend elastically to permit the mirror to rotate but prevent any vertical or lateral movement of the ends of the bar (2). USE - Optical instruments.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung eines für die Umlenkung von optischen Strahlen vorgesehenen Spiegels, der sich auf einem Auflagekörper befindet, welcher in einem Tragrahmen mittels elastischer Speichen um eine parallel zur Spiegelfläche verlaufende Achse kippbar aufgehängt ist, wobei die Speichen einerseits am Auflagekörper und andererseits am Tragrahmen fixiert sind.State of the art
The present invention relates to an arrangement for mounting a mirror provided for deflecting optical rays, which is located on a support body which is suspended in a supporting frame by means of elastic spokes so as to be tiltable about an axis running parallel to the mirror surface, the spokes on the one hand on the support body and on the other hand are fixed to the support frame.

In der Raumfahrttechnik werden Anordnungen dieser Art z. B. zur Satelliten kommunikation mittels Laserstrahlen verwendet, um den Laserstrahl genau zum Empfänger zu lenken. In space technology, arrangements of this type, for. B. to satellites Communication using laser beams is used to precisely target the laser beam To steer the receiver.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lagerung eines Spiegels mit den Merkmalen des Patentanspuchs 1 hat den Vorteil, daß der Spiegel in einer exakten Position ge halten wird und daß eine Kippbewegung um eine definierte Achse möglich ist. Aus den Unteransprüchen gehen vorteilhafte Ausbildungen der im Anspruch 1 angegebe nen Anordnung hervor. Besonders vorteilhaft ist die Fixierung der Speichen über Quasigelenke. Denn dadurch läßt sich eine geringere Drehsteifigkeit und ein größerer Kippwinkel des Spiegels erreichen.The inventive arrangement for mounting a mirror with the features of Patent claim 1 has the advantage that the mirror ge in an exact position will hold and that a tilting movement about a defined axis is possible. Out Advantageous developments of the claims set out in claim 1 an arrangement. The fixing of the spokes is particularly advantageous Quasi-joints. Because this allows a lower torsional stiffness and achieve a larger tilt angle of the mirror.

Zeichnungdrawing

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nun die Erfindung näher erläutert.Based on several embodiments shown in the drawing, the Invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer Anordnung zur Lagerung eines optischen Spiegels, Fig. 1 is a perspective view of an arrangement for mounting an optical mirror,

Fig. 2 die Aufhängung eines Tragkörpers für den Spiegel durch drei Speichen in einem Tragrahmen, Fig. 2 shows the suspension of a supporting body for the mirror through three spokes in a supporting frame,

Fig. 3 die Aufhängung des Quflagekörpers durch vier Speichen, Fig. 3, the suspension of the Quflagekörpers by four spokes,

Fig. 4 die Fixierung, der Speichen am Auflagekörper bzw. am Tragrahmen durch Quasigelenke und Fig. 4, the fixation of the spokes on the support body or on the support frame by quasi-joints and

Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 4 nach einer Kippung des Auflagekörpers für den Spiegel. Fig. 5 shows the arrangement of FIG. 4 after tilting the support body for the mirror.

Die Fig. 1 zeigt einen Tragrahmen 1, in dem ein langgestrecker Auflagekörper 2 an seinen beiden Enden mittels Speichen 3, 4, 5 und 8, 7, 8 aufgehängt ist. Auf dem Auflagekörper 2 ist ein Spiegel 9 angeordnet, der um eine parallel zu der Spiegeloberfläche verlaufenden Achse kippbar sein soll. Da die Speichen 3, 4, 5 und 6, 7, 8, an denen der Tragkörper 2 des Spiegels 9 in dem Tragrahmen 1 aufge hängt ist, elastisch sind, ist eine Kippung des Auflagekörpers um eine in Längs richtung des Tragkörpers 2 verlaufende Achse möglich. Fig. 1 shows a support frame 1 , in which an elongate support body 2 is suspended at both ends by means of spokes 3 , 4 , 5 and 8 , 7 , 8 . A mirror 9 is arranged on the support body 2 and should be tiltable about an axis running parallel to the mirror surface. Since the spokes 3 , 4 , 5 and 6 , 7 , 8 , on which the support body 2 of the mirror 9 is suspended in the support frame 1 , are elastic, the support body can be tilted about an axis running in the longitudinal direction of the support body 2 .

Abweichend von der in Fig. 1 gezeigten zweiseitigen Aufhängung eines langge streckten Auflagekörpers kann auch ein kurzer Auflagekörper verwendet werden, der nur in einer Ebene in einem Tragrahmen mittels Speichen aufgehängt ist.Deviating from the two-sided suspension shown in Fig. 1 of a elongated support body, a short support body can be used, which is only suspended in one plane in a support frame by means of spokes.

Bei dem der Fig. 1 zu entnehmenden Ausführungsbeispiel ist der Auflagekörper 2 mit drei Speichen 3, 4, 5 bzw. 6, 7, 8 in dem Tragrahmen 1 aufgehängt. Dabei sind zwei Speichen 3, 4 bzw. 6, 7 so am Auflagekörper 2 und am Tragrahmen fixiert, daß sie in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Die dritte Speiche 5 bzw. 8 ist rechtwinklig zu den anderen beiden Speichen 3, 4 bzw. 6, 7 angeord net. Ein durch die Verkippung hervorgerufener radialer Versatz des Auflage körpers 2 in Richtung der dritten Speiche 5 bzw. 8 wird dadurch vermieden, daß man - wie die Fig. 2 verdeutlicht - den Auflagekörper 2 in dem Tragrahmen 1 mit drei Speichen 10, 11, 12 aufhängt, die in drei um 120° gegeneinander verdrehte Richtungen verlaufen. Eine weitere Verbesserung der radialen Lagestabilität des Auflagekörpers 2 läßt sich dadurch erreichen, daß der Auflagekörper 2 mit vier Speichen 13, 14, 15, 16 in dem Tragrahmen 1 aufgehängt wird, wobei jeweils zwei Speichen in einander entgegengesetzte Richtungen verlaufen (Vgl. Fig. 3).In the embodiment shown in FIG. 1, the support body 2 with three spokes 3 , 4 , 5 and 6 , 7 , 8 is suspended in the support frame 1 . Two spokes 3 , 4 and 6 , 7 are fixed on the support body 2 and on the support frame so that they run in opposite directions. The third spoke 5 and 8 is at right angles to the other two spokes 3 , 4 and 6 , 7 angeord net. A caused by the tilting radial offset of the support body 2 in the direction of the third spoke 5 or 8 is avoided in that - as illustrated in FIG. 2 - the support body 2 in the support frame 1 with three spokes 10 , 11 , 12 hangs which run in three directions rotated by 120 ° with respect to each other. A further improvement in the radial positional stability of the support body 2 can be achieved by suspending the support body 2 with four spokes 13 , 14 , 15 , 16 in the support frame 1 , two spokes each running in opposite directions (see FIG. 3 ).

Die Speichenaufhängung soll, wie zuvor dargelegt, den Auflagekörper 2 gegen Aus lenkungen in radialer Richtung zu seiner Kippachse, die in den Fig. 2, 3, 4 und 5 in der Zeichenebene verläuft, möglichst gut sichern. Allerdings sollten die Speichen eine Drehbewegung des Auflagekörpers 2 um seine Kippachse zulassen und bei der Verdrehung nur einen geringen Widerstand bilden. Die Drehsteifigkeit läßt sich dadurch vermindern, daß - wie in Fig. 4 dargestellt - die Speichen 17, 18, 19 über sogenannte Quasigelenke am Rahmen 1 und/oder am Auflagekörper 2 fixiert sind. The spoke suspension should, as previously stated, secure the support body 2 from deflections in the radial direction to its tilting axis, which runs in FIGS . 2, 3, 4 and 5 in the plane of the drawing, as well as possible. However, the spokes should allow the support body 2 to rotate about its tilting axis and should form only a slight resistance when twisted. The torsional rigidity can be reduced in that - as shown in FIG. 4 - the spokes 17 , 18 , 19 are fixed on the frame 1 and / or on the support body 2 via so-called quasi-joints.

Die Fig. 4 zeigt, daß alle drei Speichen 17, 18 und 19 über ein Quasigelenk mit dem Tragrahmen 1 verbunden sind. Am Beispiel der Speiche 18 ist dargestellt, wie die Speichen auch am Auflagekörper 2 über ein Quasigelenk fixiert werden können. Die im Ausführungsbeispiel verwendeten Quasigelenke sind in der Weise ausgebil det, daß sich das dem Tragrahmen 1 bzw. dem Auflagekörper 2 jeweils zugewandte Speichenende in zwei parallele elastische Federarme 20 und 21 verzweigt, und die Enden dieser Federarme 20 und 21 am Tragrahmen 1 bzw. am Auflagekörper 2 fixiert sind. Die Fig. 5 verdeutlicht die Durchbiegung der Speichen 17, 18, 19 und der Federarme 20, 21, der an den Speichenenden vorhandenen Quasigelenke bei einer Verdrehung des Auflagekörpers 2 um seine Kippachse. Fig. 4 shows that all three spokes 17 , 18 and 19 are connected to the support frame 1 via a quasi-articulation. The example of the spoke 18 shows how the spokes can also be fixed to the support body 2 via a quasi-joint. The quasi-joints used in the exemplary embodiment are ausgebil det in such a way that the respective spoke end facing the support frame 1 or the support body 2 branches into two parallel elastic spring arms 20 and 21 , and the ends of these spring arms 20 and 21 on the support frame 1 or on Support body 2 are fixed. Fig. 5 illustrates the deflection of the spokes 17, 18, 19 and the spring arms 20, 21 which are present on the spoke ends quasi joints with a rotation of the support body 2 around its tilting axis.

Die gezeigten Quasigelenke verhindern das Auftreten von Spannungskonzentrationen an den Verbindungsstellen der Speichen mit dem Auflagekörper 2 bzw. dem Tragrah men 1.The quasi-joints shown prevent the occurrence of stress concentrations at the junctures of the spokes with the support body 2 or the supporting frame 1 .

Claims

1. Anordnung zur Lagerung eines für die Umlenkung von optischen Strahlen vorge sehenen Spiegels (9), der sich auf einem Auflagekörper (2) befindet, welcher in einem Tragrahmen (1) mittels elastischer Speichen (3 bis 8 und 10 bis 19) um eine parallel zur Spiegelfläche verlaufende Achse kippbar aufgehängt ist, wobei die Speichen (3 bis 8 und 10 bis 19) einerseits am Auflagekörper (2) und andererseits am Tragrahmen (1) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagekörper (2) mit mindestens drei Speichen (3 bis 8 und 10 bis 19) im Tragrahmen (1) aufgehängt ist.1. Arrangement for storing a mirror provided for the deflection of optical rays ( 9 ), which is located on a support body ( 2 ), which in a support frame ( 1 ) by means of elastic spokes ( 3 to 8 and 10 to 19 ) around a The axis running parallel to the mirror surface is tiltably suspended, the spokes ( 3 to 8 and 10 to 19 ) being fixed on the one hand to the support body ( 2 ) and on the other hand to the support frame ( 1 ), characterized in that the support body ( 2 ) has at least three spokes ( 3 to 8 and 10 to 19 ) is suspended in the support frame ( 1 ).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von drei Spei chen (3 bis 8 und 17 bis 19) in entgegengesetzte Richtungen verlaufend am Auflagekörper (2) und am Tragrahmen (1) fixiert sind und daß die dritte Speiche (5, 8, 19) rechtwinklig zu den anderen beiden Speichen (3, 4, 6, 7, 17, 18) angeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that two of three spokes Chen ( 3 to 8 and 17 to 19 ) extending in opposite directions on the support body ( 2 ) and on the support frame ( 1 ) are fixed and that the third spoke ( 5 , 8 , 19 ) is arranged at right angles to the other two spokes ( 3 , 4 , 6 , 7 , 17 , 18 ).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Speichen (10, 11, 12) so am Auflagekörper (2) und am Tragrahmen (1) fixiert sind, daß sie in drei um 120° gegeneinander verdrehte Richtungen verlaufen.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that three spokes ( 10 , 11 , 12 ) on the support body ( 2 ) and on the support frame ( 1 ) are fixed so that they run in three directions rotated by 120 ° to each other.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von vier Speichen (13 bis 16) jeweils zwei in entgegengesetzte Richtungen verlaufend am Auflagekörper (2) und am Tragrahmen (1) fixiert sind.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that of four spokes ( 13 to 16 ) two each extending in opposite directions on the support body ( 2 ) and on the support frame ( 1 ) are fixed.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (17, 18, 19) am Tragrahmen (1) und/oder am Auflagekörper (2) über Quasigelenke (20, 21) fixiert sind.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spokes ( 17 , 18 , 19 ) on the support frame ( 1 ) and / or on the support body ( 2 ) via quasi-joints ( 20 , 21 ) are fixed.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Quasige lenk an einer Speiche (17, 18, 19) in der Weise ausgebildet ist, daß sich das dem Tragrahmen (1) bzw. dem Auflagekörper (2) zugewandte Speichenende in zwei parallele elastische Federarme (20, 21) verzweigt und die Enden der Federarme (20, 21) am Tragrahmen (1) bzw. am Auflagekörper (2) fixiert sind.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that in each case a quasige steer on a spoke ( 17 , 18 , 19 ) is formed in such a way that the support frame ( 1 ) or the support body ( 2 ) facing the spoke end in two parallel elastic spring arms ( 20 , 21 ) branched and the ends of the spring arms ( 20 , 21 ) on the support frame ( 1 ) or on the support body ( 2 ) are fixed.